廈門后溪長(zhǎng)途汽車站建筑物平移加固技術(shù)研究*

許錦林，陳蕃鴻，許祎斌，袁鳳瑞，王春紅

(中建一局華江建設(shè)有限公司，北京 100161)

0 引言

建筑物平移的主要流程為主體加固、托換結(jié)構(gòu)建立、導(dǎo)軌梁或滑道梁施工、基礎(chǔ)施工、墻柱切割、整體平移、就位連接。其中，建筑物加固是整個(gè)平移工程的第1步。早期建筑物平移工程的主體往往結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、自重較輕、體量較小，但隨著城市化的推進(jìn)和歷史建筑保護(hù)意識(shí)的加強(qiáng)，如今需要平移的建筑體量日益增加、結(jié)構(gòu)日益復(fù)雜，這也給平移前的加固工程帶來了新的挑戰(zhàn)。

1 國(guó)內(nèi)現(xiàn)有工程加固方法

現(xiàn)有平移工程中建筑物的外部加固主要有鋼結(jié)構(gòu)腳手架加固和混凝土工程加固兩大類。鋼結(jié)構(gòu)腳手架加固是在結(jié)構(gòu)外側(cè)設(shè)置鋼結(jié)構(gòu)框架，類似于腳手架布置，來增加結(jié)構(gòu)剛度；混凝土工程加固是在結(jié)構(gòu)外側(cè)澆筑混凝土支撐，混凝土和原結(jié)構(gòu)共同抵抗平移時(shí)產(chǎn)生的加速度及變形。內(nèi)部加固主要是增加鋼柱支撐，在結(jié)構(gòu)薄弱處增加柱或梁來增加抗側(cè)剛度。鄭州市黃河博物館加固平移工程中采用臨時(shí)支頂和內(nèi)部設(shè)H型鋼立柱支撐屋頂，有利于減小墻體所受振動(dòng)荷載，提升整體的穩(wěn)定性；湘江賓館平移案例中，由于平移主體在設(shè)計(jì)中存在缺陷，加固過程中注重保持結(jié)構(gòu)整體性，采用了高性能水泥復(fù)合砂漿鋼筋網(wǎng)加固技術(shù)，加固層和原結(jié)構(gòu)協(xié)同變形共同受力；北京英國(guó)使館舊址平移工程在結(jié)構(gòu)薄弱處采用木支撐和鋼筋拉結(jié)。

2 工程概況

根據(jù)福廈高鐵總體規(guī)劃，廈門北高鐵站確定與既有廈門北站并站建設(shè)，建設(shè)用地將直接占用后溪長(zhǎng)途汽車站主站房。鑒于既有后溪長(zhǎng)途汽車站位于規(guī)劃福廈客專高鐵主線上，為避免拆除和重復(fù)建設(shè)，經(jīng)廈門市政府專題會(huì)議研究明確采用平移方式，將后溪長(zhǎng)途汽車站主站房移至新址。該方案比拆除、重建主站房節(jié)約工期12個(gè)月、節(jié)省造價(jià)約1億元、節(jié)約人力500人，有效避免了因拆建產(chǎn)生的建筑垃圾和建材浪費(fèi)，大幅度降低粉塵和噪聲污染。依據(jù)GB50011—2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(2016年版)，擬建場(chǎng)地抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g，設(shè)計(jì)地震分組為第3組，框架剪力墻結(jié)構(gòu)抗震等級(jí)為三級(jí)，為重點(diǎn)設(shè)防類別。結(jié)構(gòu)加固后續(xù)使用年限為50年。

2.1 整體加固

整體加固主要分為5個(gè)方面，分別是混凝土結(jié)構(gòu)工程、植筋施工、粘鋼加固、柱外包角鋼加固和梁柱截面加固。

2.1.1混凝土結(jié)構(gòu)工程

加固前，應(yīng)采取合理的臨時(shí)固定措施，對(duì)被加固構(gòu)件進(jìn)行卸載和加固。加固時(shí)應(yīng)進(jìn)行鑿毛，矩形柱或梁的角部應(yīng)鑿毛成圓弧狀。對(duì)原有和新設(shè)受力鋼筋應(yīng)進(jìn)行除銹處理；在受力鋼筋上施焊前應(yīng)采取卸荷或支撐措施并應(yīng)逐根分段分層進(jìn)行焊接，盡量減少焊接熱量對(duì)鋼筋的影響。新舊混凝土結(jié)合面應(yīng)先用鋼刷仔細(xì)清除松動(dòng)的混凝土，并用高壓水沖洗干凈；澆混凝土前，原混凝土表面以新鮮水泥漿或其他界面劑進(jìn)行處理。

2.1.2植筋施工

植筋施工流程主要為：劃線定位、鉆孔、清除孔塵、灌注結(jié)構(gòu)膠、鋼筋處理、植入鋼筋、養(yǎng)護(hù)固化。在植筋時(shí)要按設(shè)計(jì)鉆取植筋孔，如表1所示。

表1 植筋要求 mm

2.1.3粘鋼加固

粘鋼加固區(qū)集中在保留區(qū)域頂板及地下1層梁，主站房地下1層、頂板及2層梁。施工流程主要為：混凝土構(gòu)件、鋼板表面處理→粘膠劑配置→加工鋼板→涂膠→粘貼鋼板→加壓固定→固化→卸壓檢驗(yàn)→表面處理。對(duì)有油垢污物的構(gòu)件結(jié)合面，需用洗滌劑和硬毛刷清除油污，再用水清洗干凈。對(duì)齡期較長(zhǎng)的構(gòu)件表面，需進(jìn)行打磨，除去1～3mm表面層，然后用吹風(fēng)、吸塵水洗等方法除去粉粒。對(duì)齡期較短的構(gòu)件表面，需用鋼絲刷除去表面浮渣，然后用吹風(fēng)、吸塵水洗等方法除去粉粒。

2.1.4柱外包角鋼加固

施工流程主要為表面處理→打磨棱角→角鋼內(nèi)面磨光除銹→下料→拼裝→電焊綴板→安置注膠嘴排氣口→封縫→密閉檢查→配膠→埋管注膠。需注意，混凝土基面先行打磨，柱鑿除粉刷面層外鼓酥松部分，將結(jié)合面打磨平整，四角磨出小圓角，并用鋼絲刷毛、壓縮空氣吹凈、環(huán)氧材脂膠泥修補(bǔ)混凝土鐵陷，角鋼及綴板應(yīng)除銹并打磨出金屬光澤，然后用丙酮擦凈。

2.1.5梁柱加大截面加固

梁柱加大截面加固支撐及操作架搭設(shè)采用滿堂架和外圍雙排腳手架，在需加固的梁兩側(cè)均鋪設(shè)腳手板作為操作平臺(tái)。加大截面加固主要集中在保留區(qū)域發(fā)車平臺(tái)2層與底板。

2.2 門廳前弧形鋼結(jié)構(gòu)加固

后溪長(zhǎng)途汽車站門廳前有一特色弧形鋼結(jié)構(gòu)，如圖1所示。在平移過程中該結(jié)構(gòu)為薄弱部位，需進(jìn)行加固。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際開挖土方情況，門廳前弧形鋼結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)在主站房筏板基礎(chǔ)以外，且原址基礎(chǔ)圖紙上為五樁方形承臺(tái)，實(shí)際為兩樁長(zhǎng)方形承臺(tái)，承臺(tái)頂標(biāo)高為-0.450m，為了減少新址基坑土方開挖，結(jié)合新址基坑圍護(hù)的空間及標(biāo)高情況，決定僅對(duì)-0.450m以上鋼結(jié)構(gòu)部分采用型鋼結(jié)構(gòu)進(jìn)行托換保留并一起平移至新址，承臺(tái)及樁基在新址重新澆筑施工。

圖1 門廳前弧形鋼結(jié)構(gòu)加固

托換鋼結(jié)構(gòu)焊接前需要拆除鋁塑板及混凝土，然后在焊接位置用磨光機(jī)打磨，除去表面銹蝕部分，然后將預(yù)先切好坡口的鋼管與弧形圓柱進(jìn)行焊接。下部固定在混凝土柱上的部位則采用打孔植筋然后焊鋼板進(jìn)行錨固。

托換鋼架施工完畢后，在-0.450m標(biāo)高位置處將原鋼結(jié)構(gòu)的固定錨栓逐一割斷分離。鋼結(jié)構(gòu)與承臺(tái)基礎(chǔ)分離完后，采用精鋼石繩鋸對(duì)承臺(tái)進(jìn)行分塊切割分離，切割分離時(shí)應(yīng)注意防止混凝塊脫落分離時(shí)碰著上部鋼結(jié)構(gòu)，對(duì)建筑造成擾動(dòng)。

2.3 電梯加固

在車站門廳處有4部觀光電梯，采用方鋼作為立柱，四周為玻璃墻。一般的平移工程中電梯往往作為其他附屬結(jié)構(gòu)拆除，待平移完成后重建。本工程采用對(duì)垂直電梯進(jìn)行加固，帶電梯一起整體平移的方案。

在建筑物平移前，首先應(yīng)委托第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)對(duì)將平移的垂直電梯進(jìn)行檢測(cè)，確認(rèn)無誤后，對(duì)電梯的對(duì)重系統(tǒng)進(jìn)行加固，避免在平移過程中產(chǎn)生移動(dòng)或掉落的情況；然后將垂直電梯對(duì)平移過程及后續(xù)工藝有影響的部位進(jìn)行拆除。完成上述準(zhǔn)備工作后，采用型鋼等對(duì)電梯進(jìn)行托換，然后對(duì)下部切割，最后隨著建筑物一起平移至新址。在到達(dá)新址后，與新址底板連接并對(duì)電梯外觀等進(jìn)行恢復(fù)。

限位桿用以對(duì)電梯對(duì)重進(jìn)行加固；導(dǎo)軌加固組件包括支撐桿和固定桿，用以對(duì)轎廂導(dǎo)軌和對(duì)重軌道進(jìn)行加固；平移系統(tǒng)包括滑道梁、步履行走裝置、下層托盤梁和上層托盤梁；滑道梁設(shè)在電梯鋼框架下方；步履行走裝置設(shè)在2根滑道梁上；下層托盤梁設(shè)在電梯鋼框架四周，與原結(jié)構(gòu)混凝土柱連接；上層托盤梁設(shè)在電梯鋼框架前后兩側(cè)，與下層托盤梁連接；鋼框柱從上層托盤梁中穿過，與上層托盤梁固定連接。

電梯采用方鋼作為立柱，四周為玻璃墻，托換施工前需要先將電梯地下2層的玻璃全部拆除，然后對(duì)鋼柱進(jìn)行切割。施工前需要將電梯轎廂上升到1層地坪，使得轎廂與配重基本在同一水平線上鎖死，然后在下部用型鋼進(jìn)行支撐托換，以保證下部施工安全。

托換流程為先沿著平移路徑施工2根滑道梁，并且2根滑道梁沿縱向間隔設(shè)置在電梯鋼框架的下方、對(duì)應(yīng)前后兩側(cè)鋼框柱的位置處。再在電梯鋼框架的四周、位于滑道梁的上方施工下層托盤梁，并在下層托盤梁中預(yù)埋連接上層托盤梁的U形筋及壓筋。在下層托盤梁與滑道梁之間安裝步履行走裝置。

托換加固流程為先施工兩側(cè)托盤梁且達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度，然后在電梯鋼柱兩側(cè)吊裝1根HN600×200的H型鋼，兩側(cè)H型鋼在鋼柱兩側(cè)上下各用1塊鋼板焊接；其次在H型鋼上部鋪1塊鋼板，鋼板與一側(cè)與鋼柱進(jìn)行焊接，然后再在其上均布2塊鋼板，與鋼柱進(jìn)行焊接，這樣3塊鋼板與鋼柱形成牛腿對(duì)鋼柱受力進(jìn)行托換，各鋼板與鋼柱進(jìn)行焊接的地方需要先進(jìn)行處理。托換時(shí)注意牛腿與H型鋼間的縫隙，如果縫隙過大，則采用鋼板或灌漿料進(jìn)行塞縫。

托換完成后，與電梯廠家溝通哪個(gè)部位適合切割及連接，然后根據(jù)平移切割線位置對(duì)鋼柱進(jìn)行切割分離，同時(shí)增加上部結(jié)構(gòu)變化監(jiān)測(cè)，如遇問題及時(shí)與設(shè)計(jì)聯(lián)系，同時(shí)用鋼支撐進(jìn)行臨時(shí)支撐加固，如圖2所示。

圖2 電梯加固

3 結(jié)語

本工程已順利完工，在工程上解決了大體量建筑平移時(shí)整體結(jié)構(gòu)和細(xì)部結(jié)構(gòu)加固方面的具體細(xì)節(jié)問題。對(duì)于電梯這類特殊結(jié)構(gòu)，給出了加固解決方案，避免了直接拆除造成的浪費(fèi)現(xiàn)象，可為今后類似工程提供參考。